1. Hintergrund des Projekts

Ein Betrieb, der landwirtschaftliche Kammern für die Viehhaltung und Düngemittelverarbeitung betreibt, benötigte eine kontinuierliche Methanüberwachung in geschlossenen Räumen. Methan, das bei der organischen Zersetzung und durch tierische Aktivitäten entsteht, birgt Brand- und Erstickungsgefahren, wenn es in den Kammern in erhöhten Konzentrationen vorliegt.
Um die Sicherheit zu erhöhen und das Risiko durch Methan in der Umgebungsluft wirksam zu bewältigen, hat der Kunde laserbasierte Lösungen zur Methanmessung geprüft. Nach einem Vergleich der verschiedenen Optionen entschied er sich für die TDLAS200B-Laser-Methansensor zur Installation im Inneren der Kammer, um kontinuierliche Echtzeitmessungen der Methankonzentration zu ermöglichen.

TDLAS200B-Laser-Methansensor für die Gasüberwachung in landwirtschaftlichen Kammern

2. Herausforderungen bei der Messung

Die Anwendung war mit folgenden Herausforderungen verbunden:

  • Die Methanbildung ist variabel und hängt von den Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, organische Belastung) ab.
  • In geschlossenen Kammern ist eine präzise Detektion bei niedrigen bis mittleren Methankonzentrationen erforderlich
  • Raue landwirtschaftliche Umgebung mit Staub und Ammoniakdämpfen
  • Notwendigkeit eines zuverlässigen Betriebs bei minimalem Wartungsaufwand
  • Anforderung an einen stabilen digitalen Ausgang für die Integration in lokale Steuerungssysteme

3. Lösung

Die gewählte Lösung war die TDLAS200B-Laser-Methansensor, entwickelt für die direkte Methanüberwachung im Strahlengang ohne bewegliche Teile. Zu den wichtigsten Vorteilen zählen:

  • Hohe Linearität über den gesamten Messbereich hinweg, wodurch eine konsistente und zuverlässige Trendüberwachung gewährleistet wird
  • Niedrige Nachweisgrenze, wodurch Veränderungen der Methankonzentration frühzeitig erkannt werden können, bevor Risikogrenzen erreicht werden
  • Hohe Messgenauigkeit, geeignet für Anwendungen zur kontinuierlichen Überwachung und Datenerfassung

Dank dieser Eigenschaften konnte der Kunde über lange Betriebszeiträume hinweg stabile, reproduzierbare Daten zur Methankonzentration erfassen, was sowohl das Sicherheitsmanagement als auch die Prozessoptimierung innerhalb der Kammer unterstützte.

3.1 Gerätekonfiguration

Das Überwachungssystem umfasste:

  • Laser-Methansensor TDLAS200B, Wandmontage-Ausführung
  • Industriegehäuse, geeignet für Kammerumgebungen
  • Digitale RS485/Modbus-Kommunikation zur Datenerfassung
  • Befestigungshalterung im Inneren der Kammer mit direkter Sichtverbindung
  • Integration in die lokale Alarm- und Lüftungssteuerung

3.2 Wichtige technische Highlights

MerkmalWert
FunktionsprinzipAbsorptionsspektroskopie mit abstimmbaren Diodenlasern (TDLAS)
Präzision±2 ppm (bestmöglich)
AusgabeDigitales RS485 mit Modbus
ReaktionszeitSchnell (0,2 s)
WartungNiedrig (ohne Pumpe)
EinrichtungAn der Wand/an einer Halterung innerhalb der Kammer montiert

3.3 Umsetzungsprozess

Einrichtung
Der TDLAS200B-Sensor wurde an der Innenwand der Landwirtschaftskammer an einer Stelle mit freiem Strahlengang montiert. Der digitale Ausgang des Sensors wurde über RS485 mit Modbus-Protokoll an das Überwachungs- und Steuerungssystem der Anlage angeschlossen.

Betrieb
Während des Betriebs führte das TDLAS200B kontinuierliche Methanmessungen durch. Die Daten wurden lokal aufgezeichnet und an das SCADA-System weitergeleitet, wodurch Dashboards, Schwellenwerte und Alarme in Echtzeit möglich waren.

Integration
Die Alarmschwellen wurden so konfiguriert, dass das Steuerungssystem bei Überschreitung der sicheren Grenzwerte für die Methankonzentration die Belüftung auslöste und das Betriebspersonal benachrichtigte.

4. Projektergebnisse

LeistungskennzahlErgebnis
Zuverlässigkeit der ErkennungHoch und stabil
DatenkontinuitätRund-um-die-Uhr-Überwachung
WartungsanforderungenMinimal
AlarmintegrationVollständig integriert
Langfristige StabilitätAusgezeichnet

5. Schlussfolgerung

Die TDLAS200B-Laser-Methansensor bot eine zuverlässige, wartungsarme Lösung für die Methanüberwachung in einer landwirtschaftlichen Kammer.
Im Vergleich zum pumpengestützten TDLAS200A zeichnete sich das TDLAS200B durch eine höhere Langzeitzuverlässigkeit und eine einfachere Integration aus, wodurch es sich ideal für geschlossene landwirtschaftliche Umgebungen eignet, in denen eine kontinuierliche Gasüberwachung unerlässlich ist.

Diese Lösung eignet sich besonders gut für Stallungen, Kompostieranlagen, geschlossene landwirtschaftliche Lagerräume und ähnliche Anwendungsbereiche wo die Echtzeitüberwachung der Methankonzentration die Sicherheit und die Betriebskontrolle verbessert.